Nowa wersja procesora wprowadzana właśnie na rynek nie różni się od poprzednika niczym, z wyjątkiem szybkości działania i uzyskiwanej wydajności. Tak samo jak poprzednik jest to bliźniacza wersja serwerowych procesorów Opteron, udostępnia więc trzy łącza HyperTransport, wymaga korzystania z buforowanych pamięci DDR (Registered DDR) i musi montowany być w podstawce Socket 940. Mimo wykonania układu w procesie 0,13 mikrometra z użyciem SOI (Silicon On Isolator) w drezdeńskiej fabryce AMD, Athlon 64 FX 53 pracuje z większą częstotliwością niż procesory AMD Athlon XP i dodatkowo wymaga niższego od nich napięcia zasilającego. Z jednej strony może to wynikać z korzyści, jakie przynosi nieznacznie wydłużony potok wykonawczy, w którym rozbito dwa najbardziej złożone etapy na kilka prostszych. Z drugiej - może świadczyć o kolejnych udoskonaleniach procesu wytwarzania układów scalonych w FAB30, co zdają się potwierdzać wieści o udanych eksperymentach z przetaktowywaniem procesorów AMD Athlon XP-M 2500+ (1,83 GHz) na 2,4-2,5 GHz przy standardowym chłodzeniu powietrznym. Jak by jednak nie było - Athlon 64 FX-53, który stoi na naszym biurku, bez problemu działa z napięciem zasilającym 1,5 V z częstotliwością 2,4 GHz, zaś po podniesieniu tego napięcia - nawet znacznie wyższą ;-).
Dla przypomnienia, Athlon 64 FX-53 zawiera 105,9 mln tranzystorów, które zajmują powierzchnię 193 mm kwadratowych. Zawiera dwukanałowy kontroler buforowanych pamięci DDR400/DDR333/DDR266 z kontrolą parzystości. Pamięć podręczną L1 ma pojemność 128 KB, L2 - 1 MB. Procesor jest zdolny do wykonywania instrukcji 3DNow! / SSE / SSE2, ale - co najważniejsze - oferuje 64-bitowy tryb pracy, który przy wykorzystaniu dostosowanych (ponownie skompilowanych) aplikacji okazuje się czasem ponad dwukrotnie wydajniejszy. Warto także pamiętać, że znacznego wzrostu wydajności można oczekiwać po wprowadzeniu wersji Athlona 64 FX dla podstawki Socket 939, co być może nastąpi jeszcze w maju br. Główną zmianą będzie wówczas możliwość stosowania niebuforowanych pamięci DDR, możliwe też, że pojawi się wówczas obsługa pamięci DDR2. Dodatkowym atutem, ważnym raczej tylko z punktu widzenia marketingu, będzie obecność 13 nowych instrukcji SSE3, wprowadzonych w procesorze Prescott (procesor Intel Pentium 4 wykonany w procesie 90 nm). Dla zapaleńców nowe Athlony 64 FX dostosowane do Socket 939 będą atrakcyjne z innego powodu - dzięki wykonaniu w procesie 90 nm będą wydzielały znaczniej mniej ciepła, a odblokowany mnożnik pozwoli na "kręcenie" ich do znacznie wyższych częstotliwości.
Jednak Athlon 64 FX w podstawce Socket 939 to śpiew przyszłości - zajmijmy się więc tym, co otrzymaliśmy do testów z polskiego oddziału firmy AMD - gotowym komputerem z Athlonem FX-53.
Ooops... To nie to! Przy okazji testów musieliśmy przebudować nieco sieć w laboratorium i skorzystaliśmy ze starego koncentratora, który jednak należało naprawić. Po otwarciu obudowy okazało się, że całym urządzeniem steruje układ firmy AMD, dlatego nie mogliśmy odmówić sobie przyjemności jego przedstawienia. Okazało się, że problem w tym urządzeniu dotyczył zasilania, a konkretnie wtyczki, która wysuwała się ze względu na zbyt duży luz. No, ale wracajmy do testu Athlona.
AMD Athlon 64 FX-53 w pełnej krasie
Testowany przez nas procesor również z zewnątrz nie różni się zbytnio od starszego, tańszego brata, dopóki go nie odwrócimy. Dopiero wtedy można dostrzec większą liczbę nóżek, od dodatkowych łączy HyperTransport i dwukanałowego kontrolera pamięci. Jak wszystkie Athlony 64, tak i najnowszy FX ma strukturę krzemową chronioną za pomocą blaszki rozpraszającej ciepło, a także blokującej dostęp do mostków ustalających częstotliwość pracy i napięcie wymagane przez procesor do pracy. Oczywiście usunięcie tej blaszki prowadzi do utraty gwarancji, dlatego też nie próbowaliśmy nawet jej demontować.
Zestaw testowy
Bardzo miłym dla nas zaskoczeniem było przysłanie przez AMD nie samego procesora, ale gotowego, skonfigurowanego komputera, z którym notabene mieliśmy już do czynienia wcześniej - przy okazji premiery Athlona 64. Dzięki temu nie musieliśmy "zdobywać" płyty głównej z podstawką Socket 940 oraz pamięci buforowanych z korekcją błędów.
Nie tylko parametry tego komputera robią wrażenie, ale jego sam wygląd budzi u większości zainteresowanie
W dostarczonym komputerze zainstalowana została płyta główna ASUS SK8N z układem sterującym NVIDIA nForce3 150. Układ ten wkrótce zostanie zastąpiony wersją nForce3 250, która będzie obsługiwać standard Serial ATA w trybie RAID, a ponadto będzie mogła w pełni korzystać z sieci Gigabit Ethernet. Kolejną istotną różnicą między wersjami chipsetów nForce będzie szybkość łącza HyperTransport, które obecnie działa z częstotliwością 600 MHz, a w nowym wydaniu osiągnie 1 GHz. Na testowanej płycie głównej znajduje się kontroler Promise R20378 zapewniający obsługę dysków i macierzy Serial ATA. W zestawie znalazła się karta graficzna z układzem Geforce FX 5900 Ultra.
Karta graficzna to zamontowana komputerze blokuje sąsiednie złącze PCI ze względu na rozbudowany system chłodzenia
Pamięć stanowiły dwa moduły DDR, po 512 MB każdy, zbudowane na kościach firmy Infineon. Mimo zaleceń AMD dla testujących, nie było możliwe ustawienie tych pamięci w tryb CL=2, również pozostałe ustawienia były dalekie od optymalnych. Ostatecznie pamięci pracowały w trybie 2,5-3-5-2, a więc znacznie wolniejszym od 2-2-5-2, w którym pracują niebuforowane pamięci Corsair wykorzystywane przez nas przy teście innych procesorów.
Niestety, pamięć zainstalowana w komputerze to buforowany DDR z korekcją błędów ECC. Już z tych powodów są one wolniejsze od wykorzystywanych przez nas na codzień pamięci DDR firmy Corsair. Dodatkowo by mogły pracować konieczne było ustawienie wolniejszego trybu pracy od zalecanego przez AMD.
Po zakończeniu testów procesora pracującego z częstotliwością nominalną (tj. 2,4 GHz) pokusiliśmy się o próby podkręcania poprzez zmianę mnożnika. Bez większych problemów osiągnęliśmy kolejny stopień - 2,6 GHz (13x200 MHz), który może odpowiadać układowi Athlon 64 FX-55. Ponieważ jednak nie wiadomo, czy układ taki się pojawi, podamy wyniki testów jedynie dla tych czytelników, którzy zechcą eksperymentować ze swoimi FX-ami ;-).
Zwiększone chłodzenie okazało się konieczne w czasie sprawdzania możliwości pracy procesora z częstotliwością wyższą od nominalnej. Oczywiście w normalnych warunkach nie było konieczne.
Oczywiście, by osiągnąć wyższą częstotliwość pracy procesora, zwiększyliśmy jego napięcie zasilające z 1,5 do 1,725 V. Wprawdzie komputer był w stanie uruchomić system operacyjny nawet przy napięciu 1,55 V, jednak testy intensywnie obciążające procesor prowadziły do wyłączenia komputera. Oczywiście po podniesieniu napięcia konieczne okazało się poprawienie warunków termicznych pracy układu. Osiągnęliśmy to w prosty sposób - przez otwarcie obudowy komputera i zamontowanie dodatkowych wiatraków tłoczących zimne powietrze na okolice pamięci i procesora. Te dwie czynności pozwoliły na bezproblemowe przeprowadzenie wszystkich testów wydajności. Oczywiście próbowaliśmy jeszcze bardziej przyspieszyć nasz procesor, jednak przy ustawieniu częstotliwości 2,7 GHz (13,5x200) i podniesieniu napięcia zasilającego do 1,775 V komputer uruchamiał system operacyjny, jednak szybko wzrastająca temperatura układu prowadziła do wyłączania się komputera. Należy więc przyjąć, że 2,6 GHz to graniczna częstotliwość pracy Athlona 64 wykonanego w procesie 0,13 mikrometra w FAB30.
Testy po staremu
Nasz standardowy pakiet testów uległ drobnej modyfikacji, konieczne też stało się rozdzielenie testów starych od nowych. W pierwszej części prezentujemy wyniki uzyskane w testach, w których mamy dostępne dane porównawcze - są to więc testy niezależne od wykorzystanych sterowników oraz innych parametrów takich jak układ sterujący czy rodzaj dysków twardych. Testy te doskonale prezentują wydajność samego procesora i czytelnie pokazują różnice w wydajności pomiędzy wcześniej testowanymi przez nas procesorami a nowym Athlonem 64.
Cachemem to jeden z testów, które bardzo lubimy - jego wyniki nie zależą od sterowników, a jedynie od wydajności procesora i trybu pracy pamięci. Pod względem szybkości odczytu Athlon 64 FX 53 dogonił Intel Pentium 4 z zegarem o 1/3 większym.
Zapis danych do pamięci pokazuje w pełni zalety dwukanałowego kontrolera pamięci wbudowanego w Athlona 64 FX
Wyniki testu mocno zależą od wielkości opóźnień w dostępie do danych, a nie zależą od przepustowości pamięci. Nic więc dziwnego, że Athlon 64 3400 (2,2 GHz) szybciej kończy ten test od FX 51 (również 2,2 GHz). Pentium 4 - znów za burtą...
Primordia - wyniki zależą bardziej od przepustowości pamięci niż od opóźnień. Oczywiście wydajność procesora też jest decydująca.
Szyfrowanie - na wydajność wpływa zarówno opóźnienie w dostępie do danych, szybkość transferu jak i wydajność procesora. Pentium 4 3,2 GHz jest blisko o połowę wolniejsze od FX 53.
Pełna tabela z wynikami, po kliknięciu w miniaturę
Na życzenie czytelników - testy nowe
W tej części prezentujemy wyniki z nowych wersji starych testów (SYSMark 2004, PCMark04), bądź wyniki uzyskane w teście SPECviewperf 7.0, który mocno zależy od jakości użytych sterowników do kart graficznych. Ze względu na konieczność zastosowania nowszego sterownika do GeForce'a, wyników tego testu nie możemy porównywać z wynikami poprzednio uzyskanymi. Niestety, nie możemy tutaj zaprezentować wyników procesora Intela, bowiem... najszybsze procesory Intela dostępne są w śladowych ilościach. Przykładowo, podobno najwydajniejszy Pentium 4 Extreme Edition 3,4 GHz w Polsce dostępny jest w jednej sztuce, która obecnie jest prezentowana partnerom firmy Intel i nie jest dostępna dla prasy. Gdy jednak tylko będziemy mogli otrzymać taki procesor do testów, wówczas nie omieszkamy przedstawić jego wyników w nowych aplikacjach.
Chwilowo nie mamy zebranych wyników w tych testach na innych systemach, jednak postaramy się to jak najszybciej uzupełnić
Rozrywkowa wydajność
Jedną z dziedzin, w których nowe Athlony 64 pokazują swoje pazurki, są bez wątpienia gry. W skład naszego zestawu testów wchodzą cztery tytuły, które prezentują wydajność w grach korzystających z różnych silników graficznych. By jednak nieco urozmaicić ten zestaw, dodaliśmy najnowszą propozycję firmy Microsoft - grę Halo. Niestety, z powodów podanych wyżej nie byliśmy w stanie sprawdzić wyników tej gry na innych platformie procesora konkurencji.
64 bity - pół roku później
Zgodnie z naszymi przewidywaniami przedstawionymi w tekście dotyczącym premiery Athlona 64 FX-51, rozwój 64-bitowych aplikacji jest dość powolny, jednak zauważalny. Obecnie niemal wszyscy liczący się producenci sprzętu udostępnili już swoje sterowniki dla 64-bitowej wersji Windows XP. Jednym z wyjątków jest ATI - sterowniki dla kart graficznych tej firmy są dostępne jak na razie jedynie dla zarejestrowanych beta testerów i ciężko powiedzieć cokolwiek o ich wydajności. Drugim wyjątkiem jest NVIDIA, która wprawdzie udostępniła sterowniki dla kart graficznych, jednak oficjalnie nie przyznaje się do sterowników 64-bitowych dla układu sterującego nForce. Wiemy jednak, że sterowniki takie są przygotowywane - początkowo nawet mieliśmy otrzymać je do testów, jednak z niewiadomych powodów NVIDIA przesunęła termin ich wydania na "po marcu". Pozostali producenci - VIA, SiS, Silicon Image, Promise i HighPoint udostępnili już swoje 64-bitowe sterowniki, zaś w przypadku kart sieciowych czy dźwiękowych w Internecie można znaleźć sterowniki odpowiednio przygotowane przez niezależnych hobbystów.
Od połowy stycznia można także za darmo pobrać 64-bitową wersję testową Windows XP o numerze kompilacji 1069. Jest to nowsza wersja niż ta, która znajduje się na komputerze dostarczonym przez AMD, ale... dokładnie tą samą kompilację otrzymałem we wrześniu na płycie instalacyjnej. Wynika z tego, że prace nad systemem 64-bitowym są znacznie bardziej zaawansowane, niż Microsoft chciałby się przyznać.
Smaczku całej sprawie dodaje fakt, że podczas niedawnego Intel Developer Forum Intel przyznał się, że rozwiązanie AMD64 (u Intela występujące pod nazwą Intel Extended Memory 64 Technology) obecne jest już w procesorach Pentium 4, jednak obecnie jest jeszcze wyłączone. Niestety, IEM64 jest nie do końca zgodne z rozszerzeniem wprowadzonym przez AMD. Na skutek błędu (?) część instrukcji działa inaczej w obu implementacjach, co doprowadzi do ograniczenia popularności 64-bitowego rozwiązania wśród producentów programów. Jednak nic dziwnego - Intel nie jest zainteresowany tworzeniem konkurencji dla swojego, potwornie drogiego Itanium, które zapewnia firmie krociowe zyski. Z drugiej strony, choć w procesorach Intela z rodziny x86 rozwiązanie 64-bitowe będzie występowało, to będzie ono dwukrotnie wolniejsze, niż w procesorach Athlon 64. Będzie to efektem łączenia dwóch 32-bitowych jednostek wykonawczych, zamiast normalnego wykonywania operacji przez jedną jednostkę 64-bitową. Poza tym Intel nie jest zainteresowany promowaniem AMD64, co wpływa niestety na postawę Microsoftu. Możliwe jednak, że sytuacja zmieni się niedługo, gdy tylko Intel przygotuje kolejną, ósmą wersję swojego kompliatora, nad którym trwają intensywne prace. Ma on umożliwiać właśnie korzystanie z rozwiązania AMD64, a do czasu pojawienia się tego kompilatora na rynku dostępne będą już zapewne chipsety, które odblokują możliwość korzystania z 64 bitów na procesorach Intela.
Czy warto?
AMD Athlon 64 FX-53 to bez wątpienia bardzo wydajny i dobry procesor, którego możliwości wciąż nie są w pełni odkryte. Najnowsza wersja, pracująca z zegarem 2,4 GHz, ma wciąż jeszcze pewien zakres częstotliwości, który entuzjaści komputerowi zechcą bez wątpienia wykorzystać. Procesor ten będzie także doskonałą podstawą do zbudowania stacji roboczej dla studia graficznego. Bez wątpienia jego dużą zaletą jest doskonała skalowalność - dzięki zintegrowanemu kontrolerowi pamięci zwiększenie częstotliwości o 9 proc. skutkuje niemal takim samym zwiększeniem szybkości działania większości aplikacji. Z drugiej strony należy pamiętać, że Athlon 64 FX-53 jest prawdopodobnie ostatnim bądź przedostatnim produktem przeznaczonym do podstawki Socket 940 w komputerach stacjonarnych. Dlatego wydając niemałe przecież pieniądze na FX-a powinniśmy się głęboko zastanowić, czy wydatek ten nam się będzie w stanie zwrócić.